[发明专利]双泡式原子钟

说明书

技术领域

本发明属于原子频标技术领域，特别涉及一种双泡式原子钟。

背景技术

原子频率标准以其超高的稳定度指标，已经应用在诸如卫星导航、时基授时、时间同步、国防军事等许多时频领域。考虑到上述应用领域的具体要求，尤其是野外作业对环境的苛刻要求，原子频标多变的外界环境，尤其是工作温度环境，而原子频标系统温度系数的存在一直都是该领域科研工作者研究的课题，外界环境温度的变化将会引起系统内部灯温、腔温等核心部件工作温度的变化，进一步造成原子超精细结构0-0跃迁频率的不稳定，最终影响系统频率输出的稳定性。为克服系统温度系数对频率稳定度指标的影响，现在大多数技术是通过将原子频标置入恒温的环境中，其温度控制范围可以小于0.1°C，这样可以改善外界环境温度的变化对系统指标的影响。但原子钟出现跳变时不一定是由于内部物理系统环节造成的，我们需要在其内部设置一定的自动检测结构来完善整机的长短稳指标。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种双泡式原子钟，能够实现在原子标频技术中克服外界环境变化对整机输出信号频率产生的跳变影响。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种双泡式原子钟，包括：中央处理器、第一闭环锁定模块、第二闭环锁定模块、压控使能模块及用于提供原子共振吸收线的物理控制单元；所述第一闭环锁定模块依次与所述物理控制单元、所述中央处理器连接；所述第二闭环锁定模块依次与所述物理控制单元、所述中央处理器连接，同时与外界用户端连接；所述压控使能模块一端与所述中央处理器连接，另一端与所述第二闭环锁定模块连接。

进一步地，所述第一闭环锁定模块包括：第一伺服、第一压控晶体振荡器、第一微波射频电路；所述第一伺服依次与所述中央处理器、所述第一微波射频电路、所述第一压控晶体振荡器、所述物理控制单元连接；所述第一微波射频电路依次与所述物理控制单元、所述第一压控晶体振荡器连接；所述第一压控晶体振荡器与所述中央处理器连接。

进一步地，所述第二闭环锁定模块包括：第二伺服、第二压控晶体振荡器、第二微波射频电路；所述第二伺服依次与所述中央处理器、所述第二微波射频电路、所述物理控制单元连接；所述第二微波射频电路依次与所述物理控制单元、所述第二压控晶体振荡器连接；所述第二压控晶体振荡器通过所述压控使能模块与所述中央处理器连接，同时与外界用户端连接。

进一步地，所述物理控制单元包括：光抽运谱灯、共振探测单元、微波源；所述光抽运谱灯是由射频源激励发光；所述共振探测单元与所述微波源连接。

进一步地，所述光抽运谱灯是无极放电的铷灯，其灯泡内还充有气体M。

进一步地，所述共振探测单元包括：微波腔、磁场线圈、至少一个耦合环、集成滤光共振单元、至少一块光电池、恒温单元、磁屏单元；所述集成滤光共振单元置于所述微波腔内部；所述集成滤光共振单元通过所述耦合环与所述微波源进行信号传递；所述磁场线圈缠绕在所述微波腔外壁上；所述光电池设置在所述微波腔内部；所述磁屏单元置于所述微波腔外部，用于屏蔽磁场信号的干扰；所述恒温单元置于所述微波腔与所述磁屏单元之间，用于稳定所述微波腔内工作环境温度。

进一步地，所述集成滤光共振单元包括：第一集成滤光共振吸收泡、第二集成滤光共振吸收泡、金属板；所述第一集成滤光共振吸收泡、所述第二集成滤光共振吸收泡依次置于所述微波腔内；所述金属板设置在所述第一集成滤光共振吸收泡、所述第二集成滤光共振吸收泡之间。

进一步地，所述第一集成滤光共振吸收泡、所述第二集成滤光共振吸收泡呈泡状腔体结构，且二者形状、结构、尺寸完全相同。

进一步地，所述第一集成滤光共振吸收泡、所述第二集成滤光共振吸收泡内部均充有用于原子在磁场作用下共振吸收的A元素、所述A元素的同位素B元素、惰性气体C；所述第一集成滤光共振吸收泡中A元素含量、B元素含量、气体C含量分别与所述第二集成滤光共振吸收泡中A元素含量、B元素含量、气体C含量对应相同。

进一步地，所述气体M是氪气；所述A元素是⁸⁷Rb，所述B元素是⁸⁵Rb，所述气体C是氩气。